Fundamentos de Neurociencia - Apuntes - Examen (Universidad de Almería)

Fundamentos-De-Neurociencia-Apun... Cassandrita Introducción a los Fundamentos Biológicos de la Conducta 1º Grado en Psicología Facultad de Psicología Universidad de Almería Reservados todos los derechos. No se pe...

Fundamentos-De-Neurociencia-Apun... Cassandrita Introducción a los Fundamentos Biológicos de la Conducta 1º Grado en Psicología Facultad de Psicología Universidad de Almería Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Fundamentos De Neurociencia Cassandra Aspas Molla a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Tema 1. Concepto de Psicobiologia. 1 Tema 2. Principios de Genética y Evolución. Tema 3. Neurobiología Celular 2 Tema 4. Potenciales Electricos y Transmision Sinaptica 3 Tema 5. Neuroanatomía. Tema 6. Sistema Neuroendocrino y Neuroinmune. 4 5 6 7 Examen Viernes 12 de Enero (16:00-19:00) ordinaria Fundamentos de Neurociencia Lunes 29 de Enero (16:00 - 19:00) recuperación 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  1 2 3 4 5 6 7 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad. Introducción a los Fundament... Banco de apuntes de la  ▫ Tema 1. Concepto de Psicobiologia. 1. Orígenes de la psicobiología. Campos de estudio. La psicobiología es una forma de entender la psicología, que procede de dos tradiciones: una tradición biológica y una tradición psicológica. En el siglo XIX, a raíz de los estudios de Charles Darwin sobre la conducta animal, el sistema nervioso y la evolución, se van a unir ambas 1 tradiciones. Así pues, se pone en la misma escala evolutiva al hombre como un animal más, y se entiende que la conducta es el resultado de la evolución del sistema nervioso. La psicobiología incorpora a su actividad investigadora todas aquellas técnicas y objetos de estudio particulares de otras disciplinas con el fin de explicar el comportamiento humano. 2 El comportamiento El modelo conductista va a proponer que la conducta es resultado de una relación entre estímulos y respuestas. Sin embargo, se pone en duda que este modelo sea válido para explicar la psicología. Por ello, entre el estímulo y la respuesta, existe un organismo (sujeto) que va a procesar ese estímulo y que va a generar esa respuesta. De esta forma, si nos olvidamos del organismo, eliminamos la explicación psicobiológica de la conducta, y, por tanto, eliminamos el sistema nervioso. 3 E O R E-O-R Factores genéticos Estímulo Respuesta Organismo Ambiente externo Factores filogenéticos Sistema neuroendocrino Conducta 4 Ambiente interno Una de las definiciones de conducta es la de Eric Kandel, que dice que “el comportamiento comprende las acciones observables de un organismo (sujeto), desde actos complejos como el habla a actos simples como la frecuencia cardiaca”. 5 No obstante, si yo quiero estudiar el sistema nervioso humano, que va a ser el objetivo último, tengo que utilizar modelos animales de diferentes patologías o diferentes conductas. Por ello, todo el mundo que trabaja en investigación, conoce unas normas de buenas prácticas, que se resumen en dos principios: - Que la investigación tenga sentido y suponga un avance. - Que utilices el método más indoloro dentro de lo posible. Percepciones Actividad cerebral Fenómenos psicológicos complejos Emociones "Las neuronas que disparar unidas 6 permanecer unidas " Pensamientos Recuerdos Observación Método científico: Hipótesis 7 Contrastación Experimentación Observación Leyes 8 Teorías a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  ▫ La psicobiología y los seres vivos ¿QUÉ ORGANISMOS? Aquellos que están dotados de sistema nervioso, porque el objetivo último va a ser el estudio de humanos, y teniendo siempre en cuenta, que existe una relación evolutiva entre las diferentes especies. Respuestas objeto de estudio 1 El objeto de estudio de la psicobiología es el análisis del comportamiento humano, entendido como el conjunto de manifestaciones observables reguladas por el sistema neuroendocrino, mediante las cuales el animal se relaciona con el medio ambiente. ¿QUÉ RESPUESTAS? Por una parte, tienen que ser acciones observables (directamente o a través de un tipo de herramienta) y medibles (contrastables), de lo contrario, no podemos saber que lo que estamos viendo es objetivo. No se estudian “abstracciones de la mente”, es decir, la introspección. 2 Por otra parte, es necesario que los eventos estudiados estén relacionados con el comportamiento y la adaptación de un sujeto a un medio. 2. Los procesos mentales y la psicobiología. - ¿Qué es la mente? Es el resultado del funcionamiento del cerebro. 3 - ¿Cuál es la relación entre el cerebro y la mente? El cerebro es físico y la mente es invisible. - ¿Por qué debemos estudiar los procesos mentales? La psicobiología dice que no se pueden estudiar los procesos cognitivos, porque no son observables. Sin embargo, si se pueden estudiar de forma indirecta, porque el comportamiento en distintas pruebas nos puede indicar cómo están funcionando esas funciones cognitivas del cerebro. Los procesos mentales nos ayudan a entender la conducta del sujeto. 4 3. Explicación biológica de la conducta. ESTÍMULO → Se percibe mediante los sentidos → El sujeto tiene que ser capaz de percibir el estímulo 5 → Los estímulos dependen de tres factores: Factores filogenéticos: tiene que ver con aspectos evolutivos de una especie. (“físicos”) La conducta es modelada por la selección natural y forma, junto con el resto de elementos recogidos en el paradigma E-O-R, lo que se denomina un complejo adaptativo. Al conjunto de adaptaciones recogidos en el acervo genético de la especie, qu capacitan a cualquier miembro de la misma para captar un determinado espectro estimular, procesar de forma característica esta información y emitir una serie de respuestas relacionadas con su supervivencia, se le llama causas lejanas del comportamiento. 6 Factores ontogenéticos: Tiene que ver con aspectos individuales, es decir, que un estímulo puede ser diferente en función de la experiencia previa y de cómo se desarrolla el sistema nervioso en cada uno de nosotros. (depende de la persona) Está representado por el conjunto de interacciones que se producen entre el genotipo y el ambiente a lo largo de la vida de cualquier individuo. Constituyen las llamadas causas próximas del comportamiento y son las responsables de que las características generales de la especie se expresen de modo particular en cada individuo. Factores epigenéticos: factores ambientales que alteran la genética. Su efecto puede ser poco reversible o, gracias a la plasticidad el 7 sistema nervioso, favorecer procesos tales como el aprendizaje y la memoria. Finalmente, a este recorrido por los factores biológicos que deben ser tenidos en cuenta a la hora de explicar la conducta, hay que añadir aquellos que intervienen en la causación inmediata del comportamiento, los mecanismos por los que los estímulos se presentan e integran dentro del sistema nervioso central y cómo dicha representación del entorno produce cambio s en el estado interno del organismo que influyen en la forma en que interactúa con su ambiente al desplegar el comportamiento. 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  ▫ IMPORTANTE: Periodos críticos: Períodos, donde determinadas estructuras cerebrales, son más fáciles de cambiar. Son períodos que tienen un comienzo y un final. A partir de ese final, los cambios van a ser menos. (periodo que tiene un individuo de aprender algo, si no lo aprende, no lo aprenderá más) Plasticidad neural: Cuando decimos que el cerebro es plástico, quiere decir que puede cambiar gracias al entrenamiento. Por tanto, 1 podemos adquirir información, porque nuestro sistema nervioso la incorpora a través de una serie de cambios en su estructura. (nuestro cerebro cambia a cada instante por los estímulos que le damos) Conociendo la Psicobiológica 2 La psicobiología establece un nuevo marco de referencia, unificador y más amplio, en el que se integran los resultados obtenidos en el campo de la neurociencia (biología) y la psicología científica. Psicología científica: estudia la conducta y los procesos cognitivos. Neurociencia: estudia el sistema nervioso. 3 La psicobiología es quien integra estas dos ramas del conocimiento. Para ella, la conducta es un proceso de relación activa con el medio, en tanto que el sistema neuroendocrino organiza una respuesta que involucra al animal como un todo. Donald Hebb, en 1949, planteó la psicología como una ciencia biológica. Es considerado una de las figuras más relevantes de la psicobiología. Se deja de lado el modelo conductista (estímulo- respuesta) para dar paso al modelo EOR (estímulo, organismo- respuesta) que afirmaba que es el 4 organismo el que responde a un estímulo y produce la respuesta, y que además este organismo puede estar influido por la genética y/o el ambiente. El organismo está dotado del sistema nervioso, que es el encargado de interpretar los estímulos, ha evolucionado con el tiempo y eso favorece la aparición de diferentes respuestas, y por las relaciones filogenéticas (evolución). En cuanto a la respuesta del estímulo, podemos cuantificar tanto las observables como las no observables, estas últimas gracias a la tecnología. 5 6 7 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  1 2 3 4 5 6 7 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Tema 2. Principios de Genetica y Evolucion. 1. La naturaleza del material hereditariO o Genotipo: Es el conjunto de genes presentes en un individuo. o Fenotipo: Es el conjunto de caracteres observables en un individuo. La expresión de los genes del fenotipo. 1 Hay veces que el fenotipo no va a reflejar los genes del genotipo, porque en el fenotipo intervienen también variables ambientales y que pueden estar jugando un papel importante. “La conducta es un fenotipo bajo el cual subyace un genotipo” Propiedades del ADN que aporta la herencia biológica: - Guardar información. - Permitir copiar fielmente la información (duplicación y transcripción). 2 - Posibilitar cierta capacidad de cambio. Algunos mecanismos que van a permitir este cambio son las fragmentaciones y el proceso de recombinación genética. Watson y Crick descubrieron la estructura del ADN (doble hélice) y cómo esa información se va a materializar en proteínas. El ADN es una doble hélice de ácidos nucleicos. El ADN es importante porque va a formar proteínas. A su vez, las proteínas van a estar 3 formadas por aminoácidos (hay 20 aminoácidos diferentes). En función de la cantidad de aminoácidos y del orden en el que se sitúen, vamos a formar una proteína concreta (pelo, piel, etc.). Las proteínas son muy específicas, aunque las secuencias de sus aminoácidos sean parecidas, cada proteína tiene una función diferente. El ADN está formado por secuencias de nucleótidos, compuestos por una molécula de ácido fosfórico más una de hidrato de carbono (ribosa o desoxirribosa) y una base nitrogenada (púrica o pirimidínica), que forman dos cadenas, una dispuesta en espiral enroscada en forma de doble 4 hélice, donde las bases nitrogenadas se encuentran en el interior y la pentosa y el fosfato en el exterior. La unión entre las moléculas se realiza mediante puentes de hidrógeno. La estructura de los nucleótidos es: Ác. Fosfórico Cualquier base nitrogenada (Citosina) Adenina Guanina 5 Desoxiribosa Púricas: Pirimidínicas: 6 Citosina Uracilo Tímina 7 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Complementariedad En el ADN, vamos a ver que la base nitrogenada puede cambiar de un nucleótido a otro. Así pues, tenemos dos grandes familias de bases: Púricas: Derivan de la purina (dos anillos) → La adenina y la guanina. Pirimidínicas: Derivan de la pirimidina (un anillo) → La citosina, la timina y el uracilo. Los ácidos nucleicos (ADN y ARN) son macromoléculas formadas por la unión de nucleótidos. 1 Decimos que el ADN es una doble hélice. Cada uno de los elementos de esta hélice es una cadena. Esta unión se da por complementariedad (adenina - timina y guanina - citosina). También pueden ir en orden inverso. Por tanto: A + G= T+ C La unión entre las cadenas se realiza por medio de puentes de H entre las bases nitrogenadas, concretamente, la adenina forma 2 de estos puentes con la timina y la guanina 3 con la citosina. Se dice que las dos cadenas son complementarias. 2 Ejemplo: Si tenemos que el 20% de una cadena de ADN es adenina, calcula el resto. 20 + G = T + C 20 + G = 20 + C Entonces: G = 30 y C = 30 3 Algunas definiciones: o Gen: Es un segmento de ADN con información para un carácter. Es una secuencia de nucleótidos que van a aportar la información para que se forme una proteína. o Alelo: Cada una de las distintas variaciones de un gen. 4 o Locus: Posición que ocupa un gen en la cadena de ADN o cromosoma. o Homocigosis/ homocigótico: Un individuo es homocigótico para un carácter, cuando el carácter está determinado por dos genes alelos iguales. Se simboliza con un par de letras iguales (que representan los alelos), ambas mayúsculas o minúsculas. o Heterocigosis/ heterocigótico: Es aquel individuo que para un determinado carácter posee dos alelos diferentes. Se representa por una pareja de letras iguales, pero una 5 mayúscula y la otra minúscula (Aa, Bb,...). En la heterocigosis pueden ocurrir tres casos: - Que de los dos genes que rigen un carácter, sólo uno de ellos se manifiesta en el fenotipo, mientras el otro queda “oculto” y no se manifiesta. El gen que se manifiesta se llama dominante (y se representa con una letra mayúscula); el que queda oculto se denomina recesivo (se representa con la misma letra, pero minúscula). En este caso se dice que la herencia es dominante. 6 - Que los dos alelos tengan la misma “fuerza” para manifestarse, por lo que aparece un fenotipo intermedio, mezcla de los dos que determinan cada alelo por separado. Por ejemplo, gen rojo y gen blanco, darán un carácter de color rosa. En este caso se dice que la herencia es intermedia. - Que los dos alelos sean “equipotentes”, es decir, que se manifiesten los dos caracteres. Aunque en este caso el fenotipo nuevo que aparece no es una mezcla de ambos alelos. Cuando esto ocurre se habla de codominancia o herencia codominante. Un ejemplo lo tenemos en la herencia de grupos sanguíneos: A, B, AB y 0 en humanos; las personas I A I A son del grupo sanguíneo A, las IB I B son del B y las del IA I 7 B son del grupo AB. 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  ADN Sus bases nitrogenadas son A, T, G y C. Es el ácido nucleico que contiene la información genética en los seres vivos. Se sabe gracias a su estudio que la proporción y composición de las bases (nucleótidos) varía de una especie a otra. Se encuentra en el núcleo de las células eucariotas asociado a proteínas formando la cromatina, sustancia que constituye los cromosomas y a partir del cual se transcribe la información genética. Está formado por una doble hélice, y esas dos cadenas son antiparalelas, una en sentido 5’→ 3’ y otra al revés. En el medio acuoso celular, adopta una estructura tridimensiona 1 ARN Está formado por las bases adenina, guanina, citosina y uracilo unidos en sentido 5’→ 3’. Es monocatenario, es decir, está compuesto solo por una cadena. Algunas zonas de su molécula, denominadas horquillas, pueden presentar una estructura de doble hélice como resultado de la formación de enlaces de hidrógeno entre sus bases complementarias (A-U y G-C). Se constituye a partir de la información almacenada en el ADN en el proceso denominado transcripción. Hay tres clases principales: 2 ARN mensajero (ARNm): lleva la información al citoplasma. El ribosoma es el encargado de la traducción del ARNm y está formado por ARNr y proteínas. ARN ribosómico (ARNr) ARN de transferencia (ARNt): transporta los aminoácidos hasta los ribosomas para la síntesis de proteínas. 3 Expresión génica El ADN es el portador del mensaje genético y debe: -Transmitir este mensaje de una generación a otra mediante el proceso de replicación o duplicación. Proceso mediante el cual a partir de una molécula de ADN progenitora se sintetiza una nueva, originando dos moléculas de ADN idénticas a la original. -Expresar este mensaje genético ya que en él se encuentra la información necesaria para sintetizar las proteínas de la célula. La expresión del mensaje genético se realiza en dos fases: Transcripción (proceso por el cual el ADN forma una copia de una parte de su mensaje, sintetizándose 4 una molécula de ARNm) y Traducción (con la información contenida en el ARNm se sintetiza en los ribosomas una proteína) Dogma central de la biología 5 Replicación del ADN 6 La duplicación o replicación del ADN es la separación de las dos cadenas de ADN, en la que cada una de ellas sirve de molde para la síntesis de una nueva cadena complementaria. La complementariedad hace posible la duplicación del ADN que es semiconservativa, es decir, a partir de una molécula de ADN se obtienen dos con una hebra de ADN duplicado. 7 El proceso comienza en la helicasa, las bases nitrogenadas son separadas y el ADN desenrollado formando la horquilla de replicación. La elongación de las nuevas hebras complementarias se realiza mediante la ADN-polimerasa que lee en dirección 3“- 5’ y produce el crecimiento de la nueva cadena en dirección 5’- 3“. Por lo tanto, su construcción se hace mediante tramos que se denominan fragmentos de Okazaki que se forman gracias a que conforme se abre la horquilla de replicación, la primasa inserta un cebador sobre el que actúa la ADN- polimerasa. 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  1 Expresión génica 2 Un gen es la secuencia de nucleótidos del ADN en el que se halla codificada la naturaleza y el orden en el que se ensamblan los aminoácidos de una enzima. Francis Crick propone el dogma central de la biología donde el flujo de la información genética se inicia en el ADN por replicación o se transfiere a una proteína molécula de ARN por transcripción, donde mediante la traducción, la información se expresa en una secuencia polipeptídica. 3 Transcripción 4 La transcripción es el proceso mediante el cual se copia la información contenida en una región del ADN a moléculas de ARN. Tiene lugar en el interior del núcleo. Existen 3 tipos de ARN polimerasas: o ARN polimerasa I. Transcribe la información correspondiente a los ARN ribosómicos. 5 o ARN polimerasa II. Se encarga de la transcripción de los genes que originan los ARNm. o ARN polimerasa III. Produce los ARNt, el ARNr 5S y la transcripción de los genes que portan información para las histonas. Por otra parte, un gen consta de fragmentos sin sentido (intrones) y fragmentos con sentido, que llevan información para la síntesis proteica (exones). De ahí que sea necesario el proceso de maduración del ARN recién sintetizado, en el que se eliminan los intrones y se empalmen los exones. Excepcionalmente, hay genes, como los de las histonas, que no presentan intrones. 6 7 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  La transcripción se lleva a cabo en varias fases: 1. INICIACIÓN. El lugar de comienzo de la transcripción está marcado por una región promotora donde se fija la ARN polimerasa II, y que tiene unas secuencias específicas: CAAT o TATA. 1 2 Promotores: 3 4 Bacterias Seres humanos 2. ELONGACIÓN. La cadena de ARN crece en sentido 5' ---> 3'. Cuando se han unido los primeros 30 nucleótidos, se añade al extremo 5' una 5 "caperuza" constituida por 7-metil-guanosín-trifosfato, que durante la traducción será una señal de reconocimiento de inicio de lectura. 6 7 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  3. FINALIZACIÓN. Existe una secuencia en el ADN (TTATTT) que indica el final de la transcripción. A continuación, sobre el extremo 3' del ARN recién sintetizado se añaden unos 200 ribonucleótidos de adenina, la llamada cola poli-A, por acción de la enzima poli-A polimerasa. 1 2 3 4. MADURACIÓN. El ARNm que produce la ARN polimerasa se llama transcrito primario, el cual porta la secuencia que codifica el polipéptido, pero dicha secuencia está disgregada en segmentos no codificantes llamados intriones. Las secuencias codificantes que se expresan se llaman exones. El ARN transcrito primario aún no es funcional, para transformarse en ARNm debe sufrir un proceso de maduración. La transformación más importante consiste en la eliminación de los intrones y en la unión de los exones mediante un mecanismo que se conoce con el nombre de splicing 4 (del inglés, empalme). En este proceso intervienen la enzima ribonucleoproteína pequeña nuclear (RNPpn) o espliceosoma. Es una enzima que tiene una parte proteica y un ARN. Este último posee secuencias complementarias de las de los dos extremos de los intrones, por lo que puede aparearse con ellos, provocar su curvatura y su extracción. 5 El ARNt y el ARNr presentan también procesos de maduración. En el ARNt cabe destacar la adición del triplete CCA en el extremo 3’. 6 7 embargo, hay que llevar la información del núcleo al citoplasma para construir proteínas. Esto lo hacemos a través de un mensajero, y ese mensajero, es otro ácido nucleico 8 llamado ARN. Concretamente, vamos a hablar de tres tipos: ARN mensajero, ARN ribosómico y ARN transferente. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Principales diferencias entre el ADN y el ARN. 1 El Código Genético: Es la relación que hay entre los distintos tripletes o codones de bases nitrogenadas del ARNm y el aminoácido que codifican para formar las proteínas. El código genético tiene las siguientes características: Es universal. Igual para todos los organismos conocidos. 2 Está degenerado. Están codificados por más de un codón, excepto la metionina y el triptófano. Esto supone una ventaja, puesto que un cambio de un nucleótido, en muchas ocasiones, puede no alterar el orden de los aminoácidos de una proteína. Código sin solapamientos. Los aminoácidos se leen de 3 en 3. Cada nucleótido pertenece solo a un codón. La lectura es lineal, sin comas. 3 4 5 La traducción siempre empieza por el codón AUG y acaba en UAA, UAG o UGA. Traducción 6 La traducción consiste en unir los aminoácidos en el orden definido por los codones del ARNm. Los aminoácidos son transportados hasta los ribosomas por un ARNt específico para cada uno de ellos; este ARNt se une por su anticodón al codón complementario del ARNm. La traducción también se lleva a cabo mediante tres fases o etapas: 1. INICIACIÓN. 7 El ribosoma tiene dos unidades que se juntan para leer el ARN mensajero. Este ribosoma tiene dos posiciones: una posición para el péptido (la proteína que se está formando) y otra posición para el aminoácido que se va a ir incluyendo en este sistema. En todas las proteínas existe una señal de iniciación, que es siempre el mismo aminoácido (metionina). Esos tres nucleótidos van a ser AUG y se van a situar en la posición de la proteína. A continuación, la unidad que falta del ribosoma se une y se empieza a leer, de modo que, el AUG se va a situar en el ARN transferente correspondiente, y en la posición del aminoácido, aquel que corresponda por complementariedad. 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  1 2 2. ELONGACIÓN. Sigue CAG y su aminoácido, que es la valina. Entre la valina y la metionina se va a formar un enlace peptídico. Después de que se forma ese enlace, el ribosoma lee la siguiente posición, y al leer la siguiente posición, la posición de la proteína es ocupada por el último ARN transferente y la posición del aminoácido queda libre para que se una el siguiente ARN transferente con su aminoácido. En el momento en el que el ribosoma lee 3 la siguiente posición, el ARN transferente que estaba en la posición de la proteína, se pierde (vuelve de nuevo al citoplasma). Finalmente, los distintos enlaces peptídicos entre los aminoácidos van formando una proteína. 4 5 6 7 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  3. TERMINACIÓN. Todo esto acaba cuando en el ARN mensajero hay una señal de finalización (UGA), que permite la liberación de la proteína que se está formando. En muchos casos, hay una lectura simultánea de la misma cadena de ARN mensajero por varios ribosomas, lo que permite formar de forma más eficiente y rápida varias copias de la misma proteína. 1 2 PROCESOS POSTRADUCCIÓN. Esta proteína que se ha liberado, en muchas ocasiones, sufre transformaciones. Lo primero que hace esa proteína es conseguir una disposición tridimensional, es decir, no queda como una hilera de aminoácidos, sino que esos aminoácidos se pliegan unos sobre otros, adquiriendo una forma tridimensional. Esa formación tridimensional de la proteína es importante, porque si existe una mutación en algún aminoácido, esa forma puede alterarse, y, en consecuencia, va a cambiar la funcionalidad de esa proteína. 3 Iniciación 4 Elongación 5 6 Terminación 7 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  ▫ Crecimiento y Mitosis El ciclo celular Cuando hablamos de ciclo celular, nos referimos a un conjunto de pasos ordenados desde que una célula nace por división de otras células, hasta que ella misma se divide en dos. Se divide en dos etapas: 1 - INTERFASE: Son períodos de crecimiento citoplasmático y donde tiene lugar la duplicación del ADN. Generalmente, tiene tres etapas: etapas G (etapas donde se duplican los orgánulos celulares) y etapa S (etapa donde se duplica el ADN/ síntesis del ADN). La célula crece y fabrica las infraestructuras necesarias para una división adecuada en dos células hijas. Encontramos 3 etapas: G1, S y G2. 2 - DISIVISÓN CELULAR: Puede ser de dos tipos: o MITOSIS: Es el proceso, a través del cual, el ADN se va a dividir en dos células hijas. De este modo, las células hijas van a ser exactamente iguales a la célula madre, con el mismo material genético. La mitosis es la forma de reproducción en los organismos unicelulares, pero en los pluricelulares, es la forma en la que crecemos. Ya de adultos, la mitosis va a servir para 3 regenerar tejidos. Se divide en una serie de etapas: profase, metafase, anafase, telofase y citocinesis. o MEIOSIS: La meiosis es el proceso de división celular mediante el cual se reduce la dotación cromosómica de diploide a haploide, por tanto, se realizan en las gónadas para dar lugar a gametos y se produce en dos etapas principales: 4 MEIOSIS I: Divide la célula “2n” de manera que cada célula hija reciba un juego de cromosomas, se denomina también división reduccional. Sus fases son: profase I, metafase I, anafase I y telofase I. MEIOSIS II: Consiste en una división normal, equivalente a la mitosis, de células obtenidas en la primera etapa. Consta de: 5 profase II, metafase II, anafase II y telofase II. La forma en la que se pasa de un período a otro va a estar determinado por la interacción de diferentes proteínas (quinasas dependientes de ciclinas y las ciclinas). Las quinasas dependientes de ciclinas van a degradar a las ciclinas. Esa degradación va a dar lugar a que se pase de un período a otro. 6 - ¿Qué es lo que controla que una célula no esté dividiéndose de forma continua eternamente? En el caso de las bacterias (seres unicelulares), las células se están dividendo de forma continua. Nuestras células, como somos un ser pluricelular, tienen que responder a las necesidades del organismo. Por ello, existen unos factores de crecimiento que son los que están determinando hasta qué punto distintas células se van a dividir. Estos factores de crecimiento van a ayudar a que 7 la célula no se pare en el período de la interfase, dando lugar a que el ciclo continúe. Existe competición por esos factores de crecimiento, de modo que, las células que captan esos factores de crecimiento, se pueden dividir. Sin embargo, aquellas que no captan el factor de crecimiento, se quedan estancadas, y esto va a ayudar a que nuestras células no dupliquen de forma continua. 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Ciclo celular 1 Ahora explicaremos las etapas del ciclo celular: INTERFASE: Es el periodo de tiempo que transcurre entre dos divisiones sucesivas. Durante la interfase se produce un aumento de tamaño de la célula. Pero el núcleo interfásico no cambia de forma. 2 Este proceso se divide en tres fases o periodos: - Fase G1: En esta etapa, que comienza al terminar la mitosis y dura hasta el inicio de la síntesis del ADN), se sintetizan las proteínas necesarias para que la célula aumente de tamaño y se forman nuevos orgánulos (ribosomas, mitocondrias,...). 3 Al final de G1 se distingue un momento de no retorno, denominado punto de restricción (punto R), a partir del cual ya es imposible detener que se sucedan las fases siguientes (S, G2 y M). Algunas células, antes de llegar al punto R, sufren un proceso de diferenciación celular. Así pueden permanecer días o meses, se dice entonces que las células han entrado en fase G0 o de reposo. Posteriormente, bajo el efecto de activadores mitóticos, como son ciertas hormonas, pueden volver a la fase G1 y alcanzar el punto R. En los casos de células muy especializadas, como las 4 neuronas, las células musculares estriadas o los glóbulos rojos, quedan detenidas en el período G0, por lo que no pueden dividirse. - Fase S: En esta etapa tiene lugar la duplicación del ADN (síntesis de ADN y de histonas). Por ello, cuando posteriormente, durante la mitosis, el ADN se condense para formar los cromosomas, éstos en vez de tener una cromátida, tendrán dos (dos 5 moléculas de ADN). - Fase G: Se inicia cuando acaba la síntesis de ADN y termina en el momento en que ya empiezan a distinguirse los cromosomas. En esta fase se transcriben y traducen genes que codifican proteínas necesarias para que la célula se divida (ejemplo: las fibras del huso acromático). Al final de este período la célula ya ha duplicado los centriolos. 6 DIVISIÓN CELULAR O FASE M: Es el proceso mediante el cual, a partir de una célula madre, se forman dos células hijas con idéntica dotación cromosómica que la progenitora. La división celular se produce por dos principales causas: - Un aumento del tamaño del citoplasma, de tal manera que la relación nucleoplasmática se hace inferior a un cierto valor. En este 7 caso, el núcleo resulta insuficiente para controlar un citoplasma tan grande. - Determinadas sustancias químicas (hormonas, oxígeno, ciertos nutrientes, etc.) o incluso un simple aumento de la temperatura. Tras un número limitado de divisiones, las células mueren; es lo que se denomina apoptosis o muerte celular programada. Sólo las 8 células cancerosas escapan a esta muerte y se dividen de forma incontrolada poniendo en peligro la vida del organismo al que pertenecen. a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  1 La reproducción celular. Mitosis. Aunque la mitosis es un proceso continuo, suelen diferenciarse cuatro fases: INTERFASE: El ADN está en forma de cromatina, pero se va a condensar y va a empezar a formar los cromosomas tal cual los vemos en el 2 proceso mitótico. 3 PROFASE: Se caracteriza por: 4 La condensación de la cromatina, por lo que los cromosomas comienzan a hacerse visibles. Como ya se ha producido la replicación del ADN durante la fase S, cada cromosoma está formado por dos cromátidas unidas por el centrómero. Los centriolos, que se duplicaron en la fase G2, comienzan a separarse hasta que se sitúan en polos opuestos de la célula. 5 A medida que se separan los centriolos, se forman entre ellos los microtúbulos polares, que constituyen el huso acromático o huso mitótico. En las células vegetales, al carecer de centriolos, los microtúbulos del huso se organizan a partir de dos zonas más densas del citoplasma (centro organizador de microtúbulos: COM) situadas en los polos de la célula. La membrana nuclear y el nucléolo desaparecen. 6 Al final de la profase los cromosomas se unen al huso acromático. Para ello cada cromosoma presenta a ambos lados del centrómero, dos cinetocoros* (que se comportan como COM), a los que se unen ciertos microtúbulos denominados cromosómicos o cinetocóricos. 7 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  METAFASE: En esta fase es cuando mejor se visualizan los cromosomas, ya que alcanzan su máximo grado de empaquetamiento. Durante la metafase, los microtúbulos cinetocóricos se alargan, por polimerización, y empujan a los cromosomas hasta situarlos en el plano ecuatorial del huso, donde forman la placa ecuatorial o metafásica. 1 2 ANAFASE: Es una etapa muy corta, que comienza cuando las dos cromátidas de cada cromosoma se separan, lo cual ocurre simultáneamente en todos los cromosomas. Cada cromátida que ya es un cromosoma hijo o cromosoma anafásico, se desplaza hacia polos opuestos por acortamiento (por despolimerización) de los microtúbulos cinetocóricos. 3 La anafase termina cuando los cromosomas llegan a los polos. 4 5 TELOFASE: Es la fase final de la mitosis y se caracteriza por: La desaparición de los microtúbulos cromosómicos, una vez que los cromosomas hijos han alcanzado los polos. Los cromosomas comienzan a descondensarse, con lo que dejan de ser visibles. 6 La membrana nuclear reaparece alrededor de cada grupo de cromosomas. Esta membrana se forma a partir del retículo endoplásmico y también de los restos de la envoltura nuclear de la célula madre. Aparecen de nuevo los nucléolos. 7 Se forman así dos núcleos hijos. Simultáneamente, ocurre la división del citoplasma. 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  CITOCINESIS: La división celular no termina con la mitosis; con ella se ha repartido el material genético de la célula, pero es necesario que el citoplasma y los orgánulos citoplasmáticos se repartan de manera equitativa entre las dos células hijas. Este proceso se denomina citocinesis y comienza habitualmente en la telofase. La citocinesis ocurre de modo distinto en células animales que en células vegetales. 1 En las células animales la citocinesis tiene lugar mediante la estrangulación del citoplasma. Esta se consigue por la formación de un anillo contráctil interno de fibras de actina y miosina, en la zona situada entre los dos núcleos. El anillo contráctil se va estrechando progresivamente originando un surco de división, cada vez más profundo, hasta que se separan por completo las dos células hijas. 2 3 4 5 Las fibras de actina y miosina van a ir estrangulando poco a poco la célula para que ésta se divida en dos células hijas. 6 7 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  Esquema 1 2 3 4 5 6 7 8 a64b0469ff35958ef4ab887a898bd50bdfbbe91a-9645798 Reservados todos los derechos. No se permite la explotación económica ni la transformación de esta obra. Queda permitida la impresión en su totalidad.  ▫ Teoría cromosómica de la herencia Los genes son fragmentos de ADN que ocupan un sitio en los cromosomas. La mayoría de células eucariotas son diploides (2n) y cada miembro cromosómico proviene de un progenitor. A los miembros de un mismo par cromosómico se les denomina cromosomas homólogos. Las células con un solo juego cromosómico se llaman haploides (n). Al conjunto de todos los cromosomas se les denomina cariotipo. 1 Algunas definiciones: Cariotipo: Conjunto de cromosomas de una célula. Diploides: Células con dos juegos de cromosomas. 2 Haploides: Células con un único juego de cromosomas. Las células sexuales van a ser haploides, porque cuando se junten las del varón y la mujer, van a dar lugar a células con 23 pares de cromosomas. Cromosomas Homólogos: Aquellos cromosomas que están en el mismo par. 3 Cromosomas sexuales y autosomas El grado de divergencia es el grado de heterocigosis que se presentan en los loci, posición de un gen en la cadena de ADN, del par cromosómico en cuestión. 4 o Cromosomas Sexuales: Son los cromosomas X e Y. Al resto de cromosomas se les denomina autosomas. Las mujeres presentan dos cromosomas X, son el sexo homogamético, mientras que los hombres presentan un cromosoma X y un